(57)【要約】【課題】ジャストターン機能を用い、Ｘ線管装置の最大冷却率を超えない十分な連続撮影条件を設定することができるＸ線撮影装置を提供する。【解決手段】操作者は操作パネル１でＸ線条件を記憶装置２に記憶されたアナトミカル撮影条件データから読出し設定し、同時に、撮影の設定を行う。透視用のフットスイッチ５をＯＮし、透視像を画像表示装置１２で確認し、ハンドスイッチ６ａをＯＮしてインジェクタ６を作動させ造影剤の注入を開始させ、同時に透視用のフットスイッチ５をＯＦＦする。ＣＰＵ３が透視時の負荷と撮影時の負荷との平均入力を算出し、Ｘ線管装置の最大冷却率を超えない範囲で、連続撮影最大入力特性から、撮影電流とパルス負荷時間とパルス繰返し数とを設定する。そして、Ｃアーム７が回転し十分な撮影条件で連続撮影が行われる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管装置とＸ線受像部を保持手段の両端に対向配置し、被検者の周りに回転させながら連続撮影を行うＸ線撮影装置であって、Ｘ線条件及び保持手段の設定を行う操作パネルと、Ｘ線管装置の最大冷却率、連続撮影最大入力特性を記憶する記憶装置と、ＯＮしている間前記操作パネルで設定したＸ線条件で透視が行われＯＦＦすることにより撮影に切換かわるスイッチ手段と、前記操作パネルの保持手段回転の設定により前記スイッチ手段をＯＦＦした時点で回転する保持手段と、前記スイッチ手段をＯＦＦした時点でＸ線管装置の透視時の負荷と撮影時の負荷から平均入力を計算し前記記憶装置に記憶されたＸ線管装置の最大冷却率、連続撮影最大入力特性データから撮影条件を算出すると共に、Ｘ線管装置の最大冷却率を超えない範囲で撮影電流とパルス負荷時間とパルス繰り返し数を設定する制御手段を設けたことを特徴とするＸ線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線撮影装置に係わり、特に、心血管及び頭腹部などを透視し、Ｃアームを回転させながら高速連続撮影を行う撮影条件の設定に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線透視撮影装置のなかでも、特に、循環器診断装置は、心血管をはじめとし頭腹部下肢血管などの全身の動静脈、主として動脈系が診断対象となる。血管内に造影剤を注入し、血流をＸ線透過像で観察して診断するため、全身に対して、いろいろな角度からＸ線による透視及び撮影が可能でなければならない。
その装置の構成として、Ｘ線管装置、受像系（イメージインテンシファイア・ＴＶカメラ）、それらを保持する保持装置、検査台（カテーテル寝台）およびＸ線高電圧装置とその制御器を備えている。
循環器診断装置は、全身をいろいろな角度から透視・撮影できるように、一般に保持装置がＣアーム形になっており、天板が片持ちされた検査台（カテーテル寝台）と組み合わせることにより、被検者を動かすことなく自由な角度での透視・撮影位置をとることができる。
【０００３】
図５に、天井懸垂式のＸ線透視撮影装置を示す。天井から天井懸垂部１０を介して、Ｃアーム７が保持されており、Ｃアーム７の両端にはＸ線管装置８と、これに対向して、受像系のＩ．Ｉ．９とＴＶカメラ９ａが取り付けられている。Ｘ線管装置８と受像系が取りつけられたＣアーム７は、Ｃアーム７の支持部のチャンネルの中を円弧状にスライドし、また、その支持部は、その取付軸を中心にして、矢印Ａの方向にＣアーム７を左右に回転し、Ｘ線ビームの角度を変えることができる。また、天井懸垂部１０は矢印Ｂの方向に回転、Ｘ−Ｙ方向に移動することもできる。また、ＴＶカメラ９ａが取り付けられたＩ．Ｉ．９は、スライド機構（図示せず）によって上下にスライドすることができる。Ｉ．Ｉ．９を下方に下げて被検者側に近づけ密着することもでき、また、Ｉ．Ｉ．９を上方に上げて拡大撮影をすることもできる。検査台（カテーテル寝台）１１は、ベッド台とベッド天板から構成されており、ベッド台はベッド天板の高さを調整することができ、さらにベッド天板を長さ方向に移動することもできる。そして、天井懸垂式のＣアーム７の装置では、ＬＡＯ１２０°〜０°（正面）、ＣＲＡ／ＣＡＵ４５°までの角度で撮影ができる。
そして、例えば、頭部の検査を行う時は、まず、被検者を検査台１１のベッド天板に載せる。そして、Ｘ線条件を操作パネル１で設定する。次に、Ｃアーム７を回転させて、Ｘ線ビームの方向を、頭部の透視撮影する部位の方向に合わせる。そして、Ｉ．Ｉ．９を被検者の頭部の方にスライド機構により近づけ密着する。透視用のフットスイッチ５を踏んで透視を行い画像表示装置１２でＸ線画像を確認し、ハンドスイッチ６ａを押してインジェクタ６を作動させ、被検者の動脈などの血管から造影剤注入を行うと同時に、Ｘ線撮像を行う。
【０００４】
診断部位をＸ線入射角度を変えて立体的に連続して撮影する技法が行われている。腹部を撮影する場合、ジャストターン機能（透視用のフットスイッチ５を踏み続けて、ハンドスイッチ６ａを押すとインジェクタ６は作動を開始する。透視用のフットスイッチ５を踏み続ける間はＣアーム７が回転せず、透視用のフットスイッチ５を離すとＣアーム７が回転を始める。）を用いて、予め設定された撮影条件で高速連続撮影を行う。
【特許文献１】特開２００２−１１２９８７号公報  （第８頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のＸ線撮影装置は以上のように構成されているが、撮影をする場合、ジャストターン機能を用いて、予め設定された撮影条件で高速連続撮影を行うが、撮影時間が長くなることがある。図６に、Ｘ線管装置８の負荷特性を示す。Ｘ線管の陽極で発生する熱量は、管電圧、管電流、時間の積に比例して、Ｘ線管装置８に熱量が蓄積されていく。Ｘ線管装置８に許容される最大の蓄積熱量をＸ線管装置蓄積熱容量Ｈｍといい、この熱量を加えた状態から冷却していく過程のなかで残留熱量の減少する割合をＸ線管装置冷却率、これを時間の関数として表した曲線を、Ｘ線管装置冷却曲線という。（ａ）は最大負荷状態、（ｂ）は過負荷状態、（ｃ）は小負荷状態を示す。撮影時間が長くなると負荷曲線が（ｂ）の状態になり、撮影を中止して冷却しなければならない。そのため（ａ）の状態になるように撮影条件を設定しなおし、撮影することになる。そこで十分なＸ線条件で、且つＸ線管装置の最大冷却率を超えないように撮影条件を設定しなければならないという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、Ｃアームを回転させながら連続撮影をする場合、ジャストターン機能を用い、十分なＸ線条件で、且つＸ線管装置の最大冷却率を超えないように撮影条件を設定することができるＸ線撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明のＸ線撮影装置は、Ｘ線管装置とＸ線受像部を保持手段の両端に対向配置し、被検者の周りに回転させながら連続撮影を行うＸ線撮影装置であって、Ｘ線条件及び保持手段の設定を行う操作パネルと、Ｘ線管装置の最大冷却率、連続撮影最大入力特性を記憶する記憶装置と、ＯＮしている間前記操作パネルで設定したＸ線条件で透視が行われＯＦＦすることにより撮影に切換かわるスイッチ手段と、前記操作パネルの保持手段回転の設定により前記スイッチ手段をＯＦＦした時点で回転する保持手段と、前記スイッチ手段をＯＦＦした時点でＸ線管装置の透視時の負荷と撮影時の負荷から平均入力を計算し前記記憶装置に記憶されたＸ線管装置の最大冷却率、連続撮影最大入力特性データから撮影条件を算出すると共に、Ｘ線管装置の最大冷却率を超えない範囲で撮影電流とパルス負荷時間とパルス繰り返し数を設定する制御手段を設けたものである。
【０００７】
本発明のＸ線撮影装置は上記のように構成されており、記憶装置にＸ線管装置の最大冷却率及び連続撮影最大入力特性のデータを記憶させておき、ジャストターン機能を用い、透視後にＣアームを被検者の周りに回転させると同時に、ＣＰＵが、透視時の負荷と仮設定された撮影時の負荷との平均入力を算出し、その平均入力がＸ線管装置の最大冷却率を超えない範囲で、Ｘ線管装置の連続撮影最大入力特性から、撮影電流とパルス負荷時間とパルス繰返し数とを再設定して、十分なＸ線条件で高速連続撮影を行う。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のＸ線撮影装置は上記のように構成されており、ジャストターン機能を用い、透視用のフットスイッチをＯＦＦすると、ＣＰＵが透視時の負荷と仮設定された撮影時の負荷との平均入力を算出し、その平均入力がＸ線管装置の最大冷却率を超えない範囲で、Ｘ線管装置の連続撮影最大入力特性から、撮影電流とパルス負荷時間とパルス繰返し数とを設定するので、撮影前に撮影部位を確認するための必要な透視条件と、高速連続撮影のために許容される十分なＸ線条件で撮影を行うことができる。そのためＸ線管装置の性能を最大限に使用することができ、また、過負荷になってＸ線管装置を故障させるようなことがない。そして、操作者は自動的に設定されるＸ線撮影条件で鮮明な画像を記録することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のＸ線撮影装置は、透視終了と同時に、ＣＰＵが、透視時の負荷と設定された撮影時の負荷との平均入力を算出し、その平均入力がＸ線管装置の最大冷却率を超えない範囲で、Ｘ線管装置の連続撮影最大入力特性から、撮影電流とパルス負荷時間とパルス繰返し数とを設定して、その十分なＸ線条件で高速連続撮影を行うことを実現した。
【実施例】
【００１０】
図１は、本発明のＸ線撮影装置の１実施例のブロックダイアグラムを示す図である。
本発明のＸ線撮影装置は、Ｘ線画像撮像装置１３（操作パネル１、記憶装置２、ＣＰＵ３）を備え、Ｘ線条件及び撮影などを設定する操作パネル１と、アナトミカル撮影条件、Ｘ線管装置８の平均入力計算プログラム、Ｘ線管装置８の最大冷却率、連続撮影最大入力特性、撮影条件を設定するプログラムを記憶する記憶装置２と、Ｘ線管装置８の平均入力を計算し撮影電流、パルス負荷時間、繰り返しパルス数を設定するＣＰＵ３と、天井懸垂部１０に懸垂されＣアーム７の両端にＸ線管装置８とＸ線受像部９ｂを取り付け検査台上の被検者を中心に回転するＣアーム型透視撮影装置４と、Ｘ線画像を表示する画像表示装置１２と、被検者を載せる検査台と、造影剤を注入するハンドスイッチ６ａを有するインジェクタ６とから構成される。
【００１１】
本Ｘ線撮影装置と従来の装置と異なるところは、従来の装置では制御器の操作パネル１で透視条件及び撮影条件を設定し、そのＸ線条件に沿ってまず透視が行われ、かなり長時間になることもあるが、その後連続撮影が行われ、Ｘ線管装置８の平均入力が最大冷却率を超えないように、最初に余裕を見て設定されている。これに対し本Ｘ線撮影装置は、透視終了後、ＣＰＵ３が、記憶装置２から計算プログラムを読み出し、透視時の負荷と仮設定された撮影時の負荷との平均入力を算出し、その平均入力がＸ線管装置の最大冷却率を超えない範囲で、Ｘ線管装置の連続撮影最大入力特性から、撮影電流とパルス負荷時間とパルス繰返し数とを再設定して、その十分なＸ線条件で高速連続撮影を行う。
【００１２】
本Ｘ線撮影装置は、撮影ジャストターン機能を用いて透視・撮影が行われる。ジャストターン機能は、透視用のフットスイッチ５を踏み続けて透視を行い、ハンドスイッチ６ａを押すとインジェクタ６は作動を開始する。透視用のフットスイッチ５を踏み続ける間はＣアーム７が回転せず、透視用のフットスイッチ５を離すとＣアーム７が回転を始め、撮影を行う機能である。
図２に、撮影ジャストターン機能を用いた透視・撮影プロセスを示す（横軸が時間を示す）図である。操作者が透視用のフットスイッチ５を踏み続けている間、透視条件でＸ線が放射される。Ｘ線管装置８への撮影時を含めての平均入力が、Ｘ線管装置８の最大冷却率を超えないようにするために、最初、操作パネル１で設定される透視条件は数ｍＡ以下（低収集レート）に制限する。また、透視用のフットスイッチ５を踏み続ける時間は、撮影時間を考慮して所定の時間（固定値）以下に設定される。操作者が画像表示装置１２で被検者の撮影部位を確認し、ハンドスイッチ６ａを押して、インジェクタ６を作動させ被検者に造影剤を注入し、透視用のフットスイッチ５を離す。この時点で、Ｃアーム７が回転しはじめる。そして、ＣＰＵ３が記憶装置２から計算プログラムを読み出し、透視時の負荷と撮影時の負荷の平均入力を計算し、Ｘ線管装置８の最大冷却率を超えないように、連続撮影最大入力特性データから撮影条件（高収集レート）が再設定され、撮影が開始する。Ｃアームが回転している間、撮影が行われ、撮影時間は所定の時間（固定値）である。そして、Ｃアームが止まり、撮影が終了する。ここで、｛（透視用のフットスイッチ５を踏み続ける制限時間）＋（撮影時間）｝＝一定値であり、ＣＰＵ３が行う透視時の負荷と撮影時の負荷の平均入力（平均収集レート）の計算は、図１のＣＰＵ３のプログラムの（１）式に示すように、｛（透視時の低収集レート）×（透視用のフットスイッチ５を踏み続ける時間）＋（撮影時の設定した高収集レート）×（撮影時間）｝／｛（透視用のフットスイッチ５を踏み続ける時間）＋（撮影時間）｝である。
【００１３】
図３に、本Ｘ線撮影装置の操作フローチャートを示す。操作パネル１で透視条件（透視管電圧、管電流）、撮影条件（撮影管電圧、管電流、パルス負荷時間、パルス繰り返しレート）、Ｃアーム７の回転設定を行う。そして、透視用のフットスイッチ５を踏む（ＯＮ）。そして、透視用のフットスイッチ５を踏み続け、画像表示装置１２に表示される被検者の透視画像を確認し、撮影部位を決定し、ハンドスイッチ６ａを押す。インジェクタ６が作動開始する。透視用のフットスイッチ５を踏み続ける間、低収集レート（数ｍＡ）で透視が行われる。画像表示装置１２に表示される被検者の透視画像を観察し、造影剤が充満するタイミングを見計らって透視用のフットスイッチ５を離す（ＯＦＦ）。Ｃアーム７の回転が開始し、ＣＰＵ３がＸ線管装置８の平均入力を計算し、最大冷却率を超えないように、連続撮影最大入力特性データから撮影条件（高収集レート）が再設定され、高収集レートで連続撮影が行われる。所定の時間経過すると、Ｃアーム７が停止し撮影が終了する。
【００１４】
連続撮影手段には、数ミリ秒の負荷を連続的に繰り返す循環器系の造影撮影を行う高速連続撮影や、数ミリ秒のパルス負荷が３０〜６０ＦＰＳ（フレーム／ｓ）の割合で６〜２０秒続き、通常、透視と組み合わせて行われるシネモード画像収集（３０ＦＰＳが主流）及びＤＳＡなどがある。そして、装置の記憶装置２には、高速連続撮影の負荷に対して入力線図が用意されている。図４に、高速連続撮影時のＸ線管装置８の入力特性を示す。縦軸は管電圧と管電流の積の入力値、横軸は管電流のパルス負荷時間を表す。Ｎｎ（ｎ＝１、２、３）は合計撮影枚数を示す。そして、連続撮影時のＰＵＬＳＥ  ＤＵＴＹとパルス負荷時間は、例えば、６枚／ｓでは０．０４ｓ、３枚／ｓでは０．１０ｓ、２枚／ｓでは０．１６ｓ、１枚／ｓでは０．２５ｓと設定しておく。このようなＸ線管装置８の入力特性図から平均入力がＸ線管装置最大冷却率を超えないように、負荷条件が設定される。
【００１５】
上記の実施例では、透視と高速連続撮影を撮影ジャストターン機能を用いて、透視を低収集レートで行い、撮影を高収集レートで行う説明をしたが、高速連続撮影に替わり、シネモード撮影、ＤＳＡ撮影においても同様に適用することができる。
また、Ｃアーム７の回転時間を一定にしたが、１回の造影剤注入でＣアーム７を回転させながら画像収集を行うには、造影剤が目的部位に到達している間で回転するようにＣアーム７の回転の高速化が求められる。回転速度を速く設定し、また、遅く設定して撮影できる装置についても同様に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明の活用例として、頭部領域などで撮影中にＣアーム７を体軸まわりに回転させて画像収集する３ＤＸ線撮影装置に使用可能である。回転撮影にもＤＦ装置によるサブトラクション像が得られ、造影剤を減らして、少しでも長い時間、回転させながら画像収集し正確な立体的把握を行うためにも役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のＸ線撮影装置の実施方法を示した説明図である。
【図２】本発明のＸ線撮影装置の撮影ジャストターン機能を説明するための図である。
【図３】本発明のＸ線撮影装置の操作フローを示す図である。
【図４】高速連続撮影時におけるＸ線管装置の撮影入力とパルス負荷時間の関係を示す図である。
【図５】Ｃアームを有する透視撮影台のＸ線撮影装置を示す図である。
【図６】Ｘ線管装置の負荷曲線と冷却曲線を示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  操作パネル
２  記憶装置
３  ＣＰＵ
４  Ｃアーム型透視撮影装置
５  透視用のフットスイッチ
６  インジェクタ
６ａ  ハンドスイッチ
７  Ｃアーム
８  Ｘ線管装置
９  Ｉ．Ｉ．
９ａ  ＴＶカメラ
９ｂ  Ｘ線受像部
１０  天井懸垂部
１１  検査台
１２  画像表示装置
１３  Ｘ線画像撮像装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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